У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Электролит — волшебство превращения
Основа создания тока аккумуляторной батареи — электрохимическая реакция между материалами электродов и электролитом, в результате которой через электроды протекает электрический ток.
В свинцово-кислотных аккумуляторных батареях в качестве материала отрицательного электрода используется пористый свинец, а в качестве положительного — диоксид свинца. Проводником между ними служит жидкий электролит — раствор серной кислоты в воде. В процессе разрядки аккумулятора (отдачи им тока на потребители) между металлами и электролитом происходит следующая химическая реакция:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
В ее результате ионы перемещаются от одного электрода к другому, создавая электрический ток, который батарея выдает при своем разряде.
В этом процессе серная кислота из электролита присоединяется к активной массе пластин-электродов в виде сульфата свинца. Он оседает как на пористой отрицательной пластине, так и на положительной, а взамен в электролите увеличивается концентрация воды. Иными словами, плотность электролита падает — кислоты становится меньше, воды больше. В теории, когда вся кислота в растворе закончится и он будет состоять исключительно из воды, реакция прекратится, и аккумулятор перестанет производить электрический ток. Чтобы вернуть аккумулятору заряд, необходимо подать на электроды напряжение. Движение ионов вспять начнет разрушать кристаллическую решетку сульфата свинца, восстанавливая концентрацию кислоты в электролите за счет прохождения обратной реакции:
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4
Плотность электролита повысится (больше кислоты, меньше воды), аккумулятор снова станет готов отдавать ток. Эта обратная реакция происходит в процессе зарядки аккумулятора.
Понятно, что электролит аккумулятора является ключевым звеном в создании электрического тока. От состава электролита напрямую зависит емкость батареи. С низкой плотностью все понятно: при понижении меньше определенного значения АКБ просто перестанет отдавать ток. Но и с повышением плотности тоже не все так просто. При превышении концентрации кислоты все химические процессы в аккумуляторе ускоряются, концентрация сульфата свинца на активной массе пластин-электродов повышается. Происходит необратимая сульфатация пластин — явление, губительное для АКБ. Подробнее о нем мы расскажем в следующий раз. Кроме этого процесса при высокой плотности электролита ускоряется коррозия пластин, их разрушение, физическая эрозия пористой части свинца — активная масса электрода разрушается и осыпается на дно батареи.
Производители батарей постоянно повышают эксплуатационные качества электролита. Механически препятствуют расслоению (тяжелая кислота опускается на дно батареи, легкая вода скапливается в верхней части), уменьшают испарение воды из электролита. Последнее достигается многими путями — созданием замкнутой системы вентиляции-конденсации, связыванием жидкого электролита в волокнистом материале сепаратора, приданием электролиту формы геля.
Применяемые компанией Mutlu технологии, такие как SFB, EFB и AGM, помимо улучшения характеристик пластин, направлены и на упомянутое улучшение свойств электролита. В современных аккумуляторах Mutlu его расход и испарение сведены к нулю, а общее количество электролита снижено (он находится только в рабочей зоне меду пластинами, а в случае с AGM — еще и в связанном состоянии). Это позволяет добиться эффективной работы батареи одновременно с отсутствием необходимости какого-либо обслуживания в течение всего срока ее работы.
Наша страница на DRIVE2:
Какие сплавы используются в аккумуляторах
Наиболее распространенный тип батарей, которые используются в современных автомобилях, — это свинцово-кислотный аккумулятор. Он назван так, потому что имеет в своем составе решетки, изготовленные из свинцовых сплавов. Свинцово-кислотная батарея получила широкое распространение, поскольку обладает весьма большим ресурсом работы и достаточно высокой удельной мощностью.
Свойства сплавов
Свойства сплава, из которого сделаны токоотводы АКБ, напрямую влияют на характеристики работы самого аккумулятора. Одно из главных требований, которые разработчики аккумуляторов предъявляют к сплаву, заключается в том, что он должен быть достаточно твердым и устойчивым к любым нагрузкам, которым АКБ подвергается в процессе работы. Очевидно, что сплав также должен хорошо проводить электрический ток и обладать рядом свойств, позволяющих без нарушения производственной технологии использовать его в процессе литья.
Существуют определенные требования и к коррозионной устойчивости. Это в особенности актуально для положительных токоотводов, так как именно они подвергаются увеличенным нагрузкам при работе аккумулятора. Под воздействием нагрузок положительная решетка способна не только деформироваться, но и покрыться слоем оксида свинца, который препятствует эффективному прохождению тока.
Посторонние и нежелательные примеси в свинцовом сплаве в целом ухудшают его характеристики и негативно влияют на работу АКБ. Происходит это из-за того, что в процессе коррозии положительной решетки эти примеси становятся частью активной массы и способствуют усилению процесса газообразования, а также стимулируют потерю воды.
Типы сплавов для АКБ
Однако добавки в сплавах, из которых производятся решетки для АКБ, конечно же, есть. Долгое время для производства решеток использовался свинцово-сурьмянистый сплав. Такие токоотводы можно найти в обслуживаемых АКБ. Применение сурьмы позволило сделать сплав более текучим, а значит, удобным для использования в процессе литья. Помимо этого, свинцово-сурьмянистый сплав хорошо проводит ток. Но есть и недостатки: наличие в сплаве сурьмы усиливает процесс газовыделения и приводит к повышенной потере воды в АКБ. Именно поэтому в такой аккумулятор необходимо регулярно добавлять воду.
Со временем появились и необслуживаемые аккумуляторы, в которых содержание сурьмы было снижено, а доля других добавок, наоборот, увеличена (добавки олова, мышьяка, серебра). Это позволило сохранить высокие литьевые свойства сплава и повысить его коррозионную стойкость.
Свинцово-кальциевый сплав, который стал использоваться со временем для производства стационарных аккумуляторов, не нашел широкого применения в автомобильных АКБ. Главным образом это обусловлено быстрым снижением емкости заряда. Однако в необслуживаемых гелевых аккумуляторах для производства отрицательных решеток использовался сплав свинца и кальция, а для производства положительных — малосурьмянистые сплавы. Со временем производители стали добавлять в сплав свинца и кальция олово, что улучшило свойства отрицательных токоотводов и позволило использовать при производстве технологию непрерывного литья.
Современный тренд
Говоря о свинцово-кислотных аккумуляторах, важно отметить, что свинцовые сплавы небезопасны для человека и окружающей среды. Добавки, которые содержатся в таких сплавах (сурьма и мышьяк), при химическом взаимодействии или в условиях избыточного заряда могут способствовать образованию токсичных газов. Во многом именно этим обусловлен тот факт, что при изготовлении свинцово-кислотных аккумуляторов производителям приходится использовать все больше автоматизированных операций.
В целом же современное состояние «аккумуляторного» сегмента довольно очевидно. Достаточно вспомнить о том, что одним из глобальных мегатрендов автомобилестроения является стремительный рост производства электромобилей. Именно поэтому усилия разработчиков АКБ в основ-ном направлены на улучшение характеристик литий-ионных аккумуляторов или АКБ из других сплавов, подходящих для использования в электрокарах и гибридах.
Наша страница на DRIVE2:
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад